(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状の定着ベルトが備える抵抗発熱体層をジュール発熱させることによってトナー像を記録シートに定着する定着装置であって、
定着ベルトの回転軸方向における中央を中心として互いに対称な領域の、定着ベルト部分の温度を検出する一対の温度検出手段と、
前記一対の温度検出手段のそれぞれの検出結果から定着ベルトの異常発熱を検出する異常発熱検出手段と、
前記一対の温度検出手段により検出された温度差を検出する温度差検出手段と、
異常発熱検出手段にて異常発熱が検出された際に、温度差検出手段にて温度差が検出されたら、抵抗発熱体層が損傷していると判定する判定手段と、を備え、
前記対称な領域は、全体として、定着ベルトの回転軸方向における全域に亘っている
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
無端状の定着ベルトが備える抵抗発熱体層をジュール発熱させることによってトナー像を記録シートに定着する定着装置であって、
定着ベルトの回転軸方向における中央を中心として互いに対称な領域の、定着ベルト部分の温度を検出する一対の温度検出手段を複数対と、
前記一対の温度検出手段のそれぞれの検出結果から定着ベルトの異常発熱を検出する異常発熱検出手段と、
前記一対の温度検出手段により検出された温度差を検出する温度差検出手段と、
異常発熱検出手段にて異常発熱が検出された際に、温度差検出手段にて温度差が検出されたら、抵抗発熱体層が損傷していると判定する判定手段と、を備え、
前記一対の温度検出手段どうしは、互いに異なる領域の温度を検出し、
当該互いに異なる領域は、全体として、定着ベルトの回転軸方向における全域に亘っている
ことを特徴とする定着装置。
【請求項３】
無端状の定着ベルトが備える抵抗発熱体層をジュール発熱させることによってトナー像を記録シートに定着する定着装置であって、
定着ベルトの回転軸方向における中央を中心として互いに対称な領域の、定着ベルト部分の温度を検出する一対の温度検出手段と、
前記一対の温度検出手段のそれぞれの検出結果から定着ベルトの異常発熱を検出する異常発熱検出手段と、
前記一対の温度検出手段により検出された温度差を検出する温度差検出手段と、
異常発熱検出手段にて異常発熱が検出された際に、温度差検出手段にて温度差が検出されたら、抵抗発熱体層が損傷していると判定する判定手段と、
前記一対の温度検出手段に加えて、定着ベルトの回転軸方向中央における、センター通紙される複数種類の記録シートのうち最も小さい記録シートの通紙幅以下の部分の温度を検出するセンター温度検出手段と、
センター温度検出手段の電気抵抗値から定着ベルトの異常発熱を検出するセンター異常発熱検出手段と、を備え、
前記一対の温度検出手段は、定着ベルトの回転軸方向におけるセンター温度検出手段が温度を検出する領域以外の領域の温度を検出する
ことを特徴とする定着装置。
【請求項４】
前記一対の温度検出手段を複数対備え、
前記一対の温度検出手段どうしは、互いに異なる領域の温度を検出し、
当該互いに異なる領域は、全体として、定着ベルトの回転軸方向におけるセンター温度検出手段が温度を検出する領域以外の領域全体に亘っている
ことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載の定着装置を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関し、特に、抵抗発熱体方式の定着装置における異常発熱を検出すると共に、その原因を判別する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、記録シートに担持されたトナーを溶融、圧着するために様々な定着装置が開発されており、その一つに抵抗発熱体方式の定着装置がある。抵抗発熱体方式の定着装置は、定着ベルトに設けた抵抗発熱体層に給電してジュール発熱させることによりトナーを溶融する。定着ベルトは熱容量が低く、かつ、記録シートに密接するので、熱効率が非常に高く、低消費電力で速やかなウォームアップを実現することができる。
【０００３】
また、抵抗発熱体方式においては、漏電や感電を防止するため、抵抗発熱体層が絶縁層によって被覆されている。しかしながら、定着装置外から異物が進入したり、長期に亘る使用によって絶縁層が劣化したりすると、活電部が露出するおそれがある。また、抵抗発熱体層が損傷すると電流分布に偏りが生じて、定着ムラや異常発熱を引き起こす危険もある。損傷が大きい場合には、定着温度（例えば、１８０℃）から短時間（例えば、３分程度。）で３００℃以上にまで抵抗発熱体層が昇温することがあり、定着ローラを構成するシリコンラバーが溶融する等のおそれがある。
【０００４】
このような問題に対して、例えば、サーミスタやサーモスタットといった温度検出素子を用いて異常発熱を検出して抵抗発熱体層への給電を停止する対策が提案されている。しかしながら、抵抗発熱体層の損傷による異常発熱は、損傷部位の周辺において局所的に発生する。そして、サーミスタやサーモスタットもまた素子周辺の局所的な温度しか検出することができない。このため、抵抗発熱体層の損傷部位が温度検出素子の検出位置から外れていると異常発熱を検出することができない。
【０００５】
そこで、温度検出素子を直列に接続して、抵抗発熱体層に沿ってアレイ状に配置することによって、抵抗発熱体層の全体を監視することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１０９９９７号公報
【特許文献２】特開平９−２８１８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、抵抗発熱体層の異常発熱は損傷以外の原因によっても発生する。例えば、小サイズ紙を連続して定着する場合に、非通紙領域において過昇温（以下、「端部過昇温」という。）が発生すると、やはり温度検出素子によって検出されてしまう。
抵抗発熱体層に損傷を生じた場合には、直ちに画像形成を停止して、定着ローラを交換する必要がある。一方、端部過昇温である場合には、給電を一時中断して抵抗発熱体層を冷却する等して温度を調整することにより、画像形成を正常に継続することができる。したがって、異常発熱を検出した場合には、一律に同じ対策をとることは適切ではなく、異常発熱の原因に応じてとるべき対策が異なってくる。特に、損傷による異常発熱は装置の破損を招くおそれがあるので、その有無を検出することが重要になる。
【０００８】
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、抵抗発熱体層の損傷による異常発熱を検出する定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、無端状の定着ベルトが備える抵抗発熱体層をジュール発熱させることによってトナー像を記録シートに定着する定着装置であって、定着ベルトの回転軸方向における中央を中心として互いに対称な領域の、定着ベルト部分の温度を検出する一対の温度検出手段と、前記一対の温度検出手段のそれぞれの検出結果から定着ベルトの異常発熱を検出する異常発熱検出手段と、前記一対の温度検出手段により検出された温度差を検出する温度差検出手段と、異常発熱検出手段にて異常発熱が検出された際に、温度差検出手段にて温度差が検出されたら、抵抗発熱体層が損傷していると判定する判定手段と、を備え、前記対称な領域が、全体として、定着ベルトの回転軸方向における全域に亘っていれば、漏れなく異常発熱を検出することができる。
また、無端状の定着ベルトが備える抵抗発熱体層をジュール発熱させることによってトナー像を記録シートに定着する定着装置であって、定着ベルトの回転軸方向における中央を中心として互いに対称な領域の、定着ベルト部分の温度を検出する一対の温度検出手段を複数対と、前記一対の温度検出手段のそれぞれの検出結果から定着ベルトの異常発熱を検出する異常発熱検出手段と、前記一対の温度検出手段により検出された温度差を検出する温度差検出手段と、異常発熱検出手段にて異常発熱が検出された際に、温度差検出手段にて温度差が検出されたら、抵抗発熱体層が損傷していると判定する判定手段と、を備え、前記一対の温度検出手段どうしは、互いに異なる領域の温度を検出し、当該互いに異なる領域が、全体として、定着ベルトの回転軸方向における全域に亘っていとすれば、抵抗発熱体層の損傷位置をより精度良く特定することができる。
【００１３】
また、無端状の定着ベルトが備える抵抗発熱体層をジュール発熱させることによってトナー像を記録シートに定着する定着装置であって、定着ベルトの回転軸方向における中央を中心として互いに対称な領域の、定着ベルト部分の温度を検出する一対の温度検出手段と、前記一対の温度検出手段のそれぞれの検出結果から定着ベルトの異常発熱を検出する異常発熱検出手段と、前記一対の温度検出手段により検出された温度差を検出する温度差検出手段と、異常発熱検出手段にて異常発熱が検出された際に、温度差検出手段にて温度差が検出されたら、抵抗発熱体層が損傷していると判定する判定手段と、前記一対の温度検出手段に加えて、定着ベルトの回転軸方向中央における、センター通紙される複数種類の記録シートのうち最も小さい記録シートの通紙幅以下の部分の温度を検出するセンター温度検出手段と、センター温度検出手段の電気抵抗値から定着ベルトの異常発熱を検出するセンター異常発熱検出手段と、を備え、前記一対の温度検出手段は、定着ベルトの回転軸方向におけるセンター温度検出手段が温度を検出する領域以外の領域の温度を検出しても良い。このようにすれば、通紙幅が最小の記録シートの通紙範囲内では端部過昇温が発生し得ないので、より簡便な装置構成により抵抗発熱体層の損傷を検出することができる。
【００１４】
この場合においても、前記一対の温度検出手段を複数対備え、前記一対の温度検出手段どうしは、互いに異なる領域の温度を検出し、当該互いに異なる領域が、全体として、定着ベルトの回転軸方向におけるセンター温度検出手段が温度を検出する領域以外の領域全体に亘っていれば、抵抗発熱体層の損傷位置をより精度良く特定することができる。
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る定着装置を備えることを特徴とする。これによって、本発明に係る定着装置の上述のような効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。
【図２】定着装置１１５の主要な構成を示す一部切り欠き斜視図である。
【図３】定着ベルト２０１の構成を示す断面斜視図である。
【図４】制御部１１２の主要な構成を示す図である。
【図５】異常発熱検出機構の構成を示す図である。
【図６】異常発熱検出機構４００の配置を示す断面図である。
【図７】異常発熱の検出と判別動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の変形例に係る異常発熱検出機構の構成を示す図である。
【図９】別の変形例に係る異常発熱検出機構の構成を示す図である。
【図１０】変形例に係る異常発熱の検出と判別動作を示すフローチャートである。
【図１１】更に別の変形例に係る本変形例に係る異常発熱検出機構の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る定着装置及び画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
［１］  画像形成装置の構成
まず、本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。図１に示されるように、画像形成装置１は、原稿読取部１００、画像形成部１１０及び給紙部１２０を備えている。原稿読取部１００は、原稿台トレイに載置された原稿を自動原稿搬送装置（ADF: Automatic Document Feeder）にて原稿を光学的に読み取って画像データを生成する。画像データは後述の制御部１１２に記憶される。
【００１７】
画像形成部１１０は作像部１１１Ｙ〜１１１Ｋ、制御部１１２、中間転写ベルト１１３、２次転写ローラ対１１４、定着装置１１５、排紙ローラ対１１６、排紙トレイ１１７、クリーナ１１８及びタイミングローラ対１１９を備えている。また、画像形成部１１０にはＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）各色のトナーを供給するトナーカートリッジ１０１Ｙ〜１０１Ｋが装着されている。
【００１８】
トナーカートリッジ１０１Ｙ〜１０１Ｋからトナーの供給を受けて、作像部１１１Ｙ〜１１１Ｋは、制御部１１２の制御の下、それぞれＹＭＣＫ各色のトナー像を形成し、これらのトナー像が重なり合うように中間転写ベルト１１３に静電転写（１次転写）する。中間転写ベルト１１３は無端状の回転体であって、矢印Ａ方向に回転し、１次転写されたトナー像を２次転写ローラ対１１４まで搬送する。
【００１９】
給紙部１２０は、それぞれ記録紙Ｐを紙サイズ毎に格納する給紙カセット１２１を備え、画像形成部１１０に記録紙Ｐを供給する。供給された記録紙Ｐは、中間転写ベルト１１３がトナー像を搬送するのに並行して、１枚ずつ搬出され、タイミングローラ対１１９を経由して、２次転写ローラ対１１４まで搬送される。タイミングローラ対１１９は１対のローラからなっており、記録紙Ｐが２次転写ローラ対１１４に到達するタイミングを調整する。
【００２０】
２次転写ローラ対１１４は電位差を有する１対のローラからなっており、このローラ対は互いに圧接して転写ＮＩＰ部を形成している。この転写ＮＩＰ部において中間転写ベルト１１３上のトナー像が記録紙Ｐ上に静電転写（２次転写）される。トナー像を転写された記録紙Ｐは定着装置１１５へ搬送される。また、２次転写後、中間転写ベルト１１３上に残った残留トナーは、更に矢印Ａ方向に搬送された後、クリーナ１１８によって掻き取られ、廃棄される。
【００２１】
定着装置１１５は抵抗発熱体方式の定着装置であって、トナー像を加熱、溶融して、記録紙Ｐに圧着する。トナー像を融着された記録紙Ｐは排紙ローラ対１１６によって排紙トレイ１１７上に排出される。なお、制御部１１２は、上記を含む画像形成装置１の動作を制御する。また、制御部１１２は、パソコン（PC: Personal Computer）など、他の装置との間で画像データを送受信したり、プリントジョブを受け付けたりもする。
【００２２】
なお、トナー像を転写するに当たっては、転写ローラに代えて転写チャージャや転写ベルトを用いても良い。また、中間転写ベルト１１３上の残留トナーを除去する際に、クリーナ１１８（クリーニングブレード）に代えて、クリーニングブラシやクリーニングローラ等を用いても良い。
［２］  定着装置１１５の構成
次に、定着装置１１５の構成について説明する。
【００２３】
図２は、定着装置１１５の主要な構成を示す一部切り欠き斜視図である。図２に示されるように、定着装置１１５は、弾性変形可能な無端状の定着ベルト２０１と、定着ベルト２０１が遊嵌された定着ローラ２１０と、定着ベルト２０１を介して定着ローラに圧接された加圧ローラ２２０と、定着ベルト２０１に発熱のための電力を供給する給電部材２３０とを有する。なお、定着装置１１５は、定着ベルトの蛇行を規制する蛇行規制板も備えているが、図２においては、装置構成を見易くするために、蛇行規制板の図示が省かれている。
【００２４】
定着ベルト２０１は、組立て前には円筒形状となっている一方、半径方向にある程度の外力を加えると弾性変形し、変形状態から外力の付与を停止すると自身の復元力により下の状態に戻る自己形状保持可能なものが用いられている。定着ベルト２０１の径方向の寸法は、例えば内径が３０［ｍｍ］である。定着ベルト２０１の構成については後に詳述する。
【００２５】
定着ローラ２１０は、長尺状の芯金２１２の周囲に弾性層２１３が積層されて成り、定着ベルト２０１の周回経路（定着ベルト２０１が周回走行するときの走行路。以下、「ベルト周回経路」という。）の内側に配される。軸部としての芯金２１２は、例えば、径が１８［ｍｍ］のアルミニウムやステンレス等から成る。弾性層２１３は、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有するゴム、もしくはその発泡材から成り（これらを積層させる場合もある）、厚さは、例えば５［ｍｍ］である。
【００２６】
定着ローラ２１０の外径は、定着ベルト２０１の内径よりも小さく（例えば、２８［ｍｍ］）、定着ローラ２１０と定着ベルト２０１は、定着ニップＮで接して、定着ニップＮ以外の部分においては両者間に隙間（空間）が設けられるようになっている。
このような構成をとると、定着ベルト２０１が定着ローラ２１０に密着する構成よりも、定着ベルト２０１から定着ローラ２１０への熱の伝達箇所の面積が小さくなり、定着ベルト２０１から発せられる熱の一部が定着ローラ２１０の芯金２１２を介して芯金２１２両端の軸部２１１を回転自在に支持する定着装置１１５の筐体に伝わって逃げるといった伝熱ロスを低減して高い熱効率の実現を図ることができる。
【００２７】
加圧ローラ２２０は、長尺状の芯金２２２の周囲に弾性層２２３を介して離型層２２４が積層されて成り、ベルト周回経路の外側に配置されている。また加圧ローラ２２０は、不図示の付勢機構により付勢されて定着ベルト２０１の外側から定着ベルト２０１を介して定着ローラ２１０を押圧し、定着ベルト２０１表面との間に定着ニップＮを確保する。加圧ローラ２２０の外径は２０〜１００［ｍｍ］の範囲内が望ましく、本実施の形態では３５［ｍｍ］である。
【００２８】
芯金２２２は、例えばアルミニウムや鉄等から成る中空のパイプ形状で、外径は、例えば、３０［ｍｍ］である。また、厚さは０．１〜１０［ｍｍ］の範囲内が望ましく、本実施の形態においては２［ｍｍ］である。なお、中実の円柱状のものや、断面形状が三ツ矢形状等のものを用いてもよい。
弾性層２２３は、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性を有するゴムや、これらの発泡材等から成り、厚さは１〜２０［ｍｍ］の範囲内が望ましく、本実施の形態においては２．５［ｍｍ］とした。
【００２９】
離型層２２４は、ＰＦＡ（PerFluoroAlkoxy）等のフッ素樹脂チューブやフッ素樹脂コーティング等から成り、帯電によるトナーのオフセットを防止するために導電性が付与されたものを用いてもよい。離型層２２４の厚さは５〜１００［μｍ］の範囲内が望ましく、本実施の形態においては２０［μｍ］である。
定着ローラ２１０は、芯金２１２の軸方向両端の軸部２１１が定着装置１１５の筐体に軸受部材（不図示）を介して回転自在に支持されている。同様に加圧ローラ２２０も、芯金２２２の軸方向両端の軸部２２１が筐体に不図示の軸受部材を介して回転自在に支持されている。
【００３０】
加圧ローラ２２０は、駆動モータ（不図示）からの駆動力の伝達により矢印Ａ方向に回転駆動される。加圧ローラ２２０の回転に従動して、定着ベルト２０１が矢印Ｂ方向に沿って周回走行されると共に、定着ローラ２１０が同方向に回転駆動される。なお、定着ローラ２１０を駆動側、定着ベルト２０１と加圧ローラ２２０を従動側としても良い。
定着ベルト２０１の外周面上の定着ローラ２１０の軸方向（以下、「ローラ軸方向」という。）における通紙領域を挟む両端部の外周面には全周に亘って電極２０２が設けられており、一対の給電部材２３０が定着ベルト２０１の外側から内側へと向かう方向の付勢力を受けて、それぞれ電極２０２に圧接されている。詳しくは後述する。
【００３１】
給電部材２３０は、大きさが例えば、縦１０［ｍｍ］、横５［ｍｍ］、高さ７［ｍｍ］の直方体状のブロックであって、摺動性および導電性を有する銅黒鉛質や炭素黒鉛質等の材料から成るいわゆるカーボンブラシであり、それぞれ導電線（ハーネス）２３１を介して電源２３２に電気的に接続されている。
なお、定着ローラ２１０の回転軸方向両端部においては、蛇行規制板が軸部２１１に取着されている。蛇行規制板は定着ローラ２１０と共に回転して、定着ベルト２０１の蛇行を規制する。また、後述のように、定着装置１１５は定着ベルト２０１の異常発熱を検出するために異常発熱検出機構を備えている。
【００３２】
［３］  定着ベルト２０１の構成
次に、定着ベルト２０１の構成について説明する。
図３は、定着ベルト２０１の構成を示す断面斜視図である。図３中、一点鎖線は軸部２１１の中心線を示しており、中心線から下は図示を省略した。また、図３は定着ベルト２０１の回転軸方向の一方の端部に着目した図であるが、他方の端部においても定着ベルト２０１は同様の構成を備えている。なお、図を見易くするために、各部材の寸法は下記に例示する寸法とは異なっている。
【００３３】
図３に示されるように、定着ベルトは絶縁層３０１上に抵抗発熱体層３０２、弾性層３０３及び離型層３０４を順次積層してなっている。また、定着ローラ２１０の回転軸方向、弾性層３０３の外側には電極２０２が抵抗発熱体層３０２上に取着されている。
抵抗発熱体層３０２は電極２０２から給電を受けて、ジュール熱を発生させる。抵抗発熱体層３０２は、樹脂に導電性フィラーを分散させることにより所定の電気抵抗率に調整されている。樹脂材料としてはＰＩ（Poly Imide）、ＰＰＳ（Poly Phenilene Sulfide）、ＰＥＥＫ（Poly Ether Ether Ketone）等の耐熱樹脂を用いるのが望ましい。
【００３４】
また、導電性フィラーとしては銀（Ag）、銅（Cu）、アルミニウム（Al）、マグネシウム（Mg）、ニッケル（Ni）等の金属や、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバ、カーボンマイクロコイル等のカーボン系材料を用いればよく、これらのうち２種類以上混合して分散させても良い。導電性フィラーの形状としては同一含有量でフィラーどうしの接触する確率を高くするため、繊維状が望ましい。導電性フィラーの厚さは５〜１００［μｍ］程度が望ましい。また、導電性フィラーの電気抵抗率は、印加する電圧、電流や抵抗発熱体層３０２の厚さ、定着ベルト２０１の径や長さに応じて決定されるべきであるのは言うまでもないが、例えば、１．０×１０−６〜９．９×１０−３［Ωｍ］の範囲内とすれば良く、１．０×１０−５〜５．０×１０−３［Ωｍ］の範囲内とすれば更に好適である。
【００３５】
離型層３０４は、ＰＦＡ（Tetra Fluoro Ethylene-Perfluoro Alkylvinyl Ether Copolymer）、ＰＴＦＥ（Poly Tetra Fluoro Ethylene）、ＥＴＦＥ（Ethylene Tetra Fluoro Ethlylene）等のフッ素系チューブ及びフッ素系コーティング等の離型性を付与した構成が望ましく、導電性としても良い。フッ素系チューブの例としては、三井デュポンフロロケミカル株式会社製ＰＦＡ３５０−Ｊ、４５１ＨＰ−Ｊ、９５１ＨＰ  Ｐｌｕｓ等の製品がある。
【００３６】
離型層３０４と水との接触角は９０°以上とすれば良く、１１０°以上とすれば更に好適である。離型層３０４の表面粗さは、中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．０１〜５０［μｍ］の範囲内とするのが望ましい。離型層３０４の厚さは、例えば、５〜１００［μｍ］の範囲内とするのが望ましい。
また、離型層３０４は、フッ素ゴムの弾性層にＰＩやＰＰＳ等の樹脂を積層することによって補強、絶縁した３層以上の構成としてもよい。
【００３７】
電極２０２は定着ベルト２０１の回転軸方向両端部において、定着ベルト２０１の全周に亘って積層されている。このような形状を採用すれば、電極２０２に通電した際に、抵抗発熱体層３０２全体に均一な電流分布を実現することができるので、均一な発熱を得ることができる。
また、定着ベルト２０１の両端部の外側には、蛇行規制部材３０１が配設されており、定着ベルト２０１が蛇行するのを防止することができる。
【００３８】
電極２０２の材料としては電気抵抗率が低い金属が望ましく、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、黄銅などが良い。また、電極２０２を抵抗発熱体層３０２に積層するに当たっては、導電性の粘着材を用いて固着したり、メッキする等の方法を用いたりするのが望ましい。
【００３９】
絶縁層３０１は、ＰＩ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱性絶縁樹脂からなっており、厚さは５〜１００［μｍ］の範囲内であるのが望ましい。絶縁層３０１の外周面はすべて抵抗発熱体層３０２にて覆われている。
［４］  制御部１１２の構成
次に、制御部１１２の構成について説明する。
【００４０】
図４は、制御部１１２の主要な構成を示す図である。図４に示されるように、制御部１１２はＣＰＵ（Central Processing Unit）４０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）４０３及びＡＤＣ（Analogue to Didital Converter）４０４を備えている。ＣＰＵ４０１は、電源投入時に自動的にリセットされた後、ＲＯＭ４０２からプログラムを読み出すと、ＲＡＭ４０３を作業用記憶領域として、当該プログラムに従って動作する。
【００４１】
また、ＣＰＵ４０１は、ＡＤＣ４０４を介して、異常発熱検出機構４００が生成するアナログ検出値をデジタル値に変換して取得する。これによって、異常発熱が検出された際の画像形成処理の停止などの処理がなされる。
［５］  異常発熱の検出機構
次に、定着ベルト２０１の異常発熱を検出する機構について説明する。
【００４２】
定着装置１１５は、定着ベルト２０１の異常発熱を検出するために、異常発熱検出機構を備えている。図５は、異常発熱検出機構の構成を示す図である。図５に示されるように、異常発熱検出機構４００は、サーミスタアレイ５０１ａ、５０１ｂ、抵抗値検出回路５０２ａ、５０２ｂ、比較回路５０３及び異常発熱検出回路５０４ａ、５０４ｂを備えている。
【００４３】
サーミスタアレイ５０１ａ、５０１ｂはそれぞれ定着ベルト２０１の外周面に沿って、定着ベルト２０１の回転軸方向に列設したサーミスタを直列接続したものである。サーミスタアレイ５０１ａ、５０１ｂは、定着ベルト２０１の回転軸方向における定着ベルト２０１の中央を境に互いに対称な構成になっており、何れも定着ベルト２０１の当該中央から端部までに亘ってサーミスタが列設されている。サーミスタアレイ５０１ａ、５０１ｂは何れも定着ベルト２０１からの熱の影響によって電気抵抗値を変化させる。
【００４４】
抵抗値検出回路５０２ａ、５０２ｂはそれぞれサーミスタアレイ５０１ａ、５０１ｂの電気抵抗値を検出する。比較回路５０３は、抵抗値検出回路５０２ａ、５０２ｂが検出した電気抵抗値を比較し、その差分値の大小によって、異常発熱が傷によるものか否かを判別する。具体的には、抵抗発熱体層に生じる損傷はほとんどの場合、サーミスタアレイ５０１ａに対向する領域とサーミスタアレイ５０１ｂに対向する領域との何れか一方において発生するか、若しくは、両領域に跨って発生した場合でもどちらか一方に偏っている場合が殆どである。
【００４５】
このため、損傷による異常発熱に起因する電気抵抗値の変化はサーミスタアレイ５０１ａ、５０１ｂの間で異なる。このため、比較回路５０３は、サーミスタアレイ５０１ａ、５０１ｂを比較して、異常発熱が損傷によるものであるか否かを判別し、判別結果を制御部２１１へ出力する。ただし、比較回路５０３はサーミスタアレイ５０１ａ、５０１ｂ間の電気抵抗値そのものの大小は検出しないので、異常発熱の有無は異常発熱検出回路５０４ａ、５０４ｂによって検出される。
【００４６】
異常発熱検出回路５０４ａ、５０４ｂはそれぞれ抵抗値検出回路５０２ａ、５０２ｂが検出した電気抵抗値を参照値と比較して異常発熱の発生の有無を検出する。
図６は、異常発熱検出機構４００の配置を示す断面図である。図６に示されるように、異常発熱機検出機構４００はサーミスタアレイ５０１を基板６００上に実装してなり、サーミスタアレイ５０１が定着ベルト２０１の外周面に近接、対向するように配設されている。
【００４７】
なお、サーミスタアレイ５０１には、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）材料を用いても、或いは、ＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）材料を用いても良いが、本実施の形態においてはＰＴＣ材料、すなわち、温度が高いほど電気抵抗値が高くなる材料を用いている。したがって、サーミスタアレイ５０１の電気抵抗値が所定の参照値よりも大きい場合に異常発熱していると判断される。一方、ＮＴＣ材料を用いる場合には、サーミスタアレイ５０１の電気抵抗値が所定の参照値よりも小さい場合に異常発熱していると判断すれば良い。
【００４８】
［６］  異常発熱の検出と判別動作
次に、異常発熱の検出と判別動作について説明する。
図７は、本実施の形態に係る異常発熱の検出と判別動作を示すフローチャートである。制御部１１２は、異常発熱検出回路５０４ａ、５０４ｂの出力信号を参照して（Ｓ７０１）、サーミスタアレイ５０１ａ、５０１ｂの何れかの電気抵抗値が参照値（閾値）Ｔａ以上になっていなければ（Ｓ７０２：ＮＯ）、異常発熱は発生していないと判断されるので、ステップＳ７０１へ進んで、引き続き異常発熱検出回路５０４ａ、５０４ｂの出力信号を監視する。
【００４９】
サーミスタアレイ５０１ａ、５０１ｂの何れかの電気抵抗値が参照値Ｔａ以上になっていたら（Ｓ７０２：ＹＥＳ）、異常発熱が発生したと判断されるので、比較回路５０３の出力信号を参照する（Ｓ７０３）。そして、サーミスタアレイ５０１ａ、５０１ｂの間の電気抵抗値の差が所定の閾値Ｔｂよりも小さい場合には（Ｓ７０４：ＮＯ）、小サイズ紙を連続通紙したことに起因する端部過昇温が発生したと判断されるので、画像形成処理を一時的に休止して（Ｓ７０５）、過昇温箇所を冷却しながら、異常発熱検出回路５０４ａ、５０４ｂの出力信号を監視する（Ｓ７０６）。その後、サーミスタアレイ５０１ａ、５０１ｂの電気抵抗値が所定の閾値Ｔｃよりも小さくなったら（Ｓ７０７：ＹＥＳ）、定着ベルト２０１が十分に冷却されたと判断されるので、画像形成処理を再開する（Ｓ７０８）。
【００５０】
一方、サーミスタアレイ５０１ａ、５０１ｂの間の電気抵抗値の差が所定の閾値Ｔｂよりも大きい場合には（Ｓ７０４：ＹＥＳ）、抵抗発熱体層３０２に損傷が生じており、画像形成処理を続行すると危険であると判断されるので、画像形成を禁止すると共に（Ｓ７０９）、画像形成装置１のユーザに抵抗発熱体層３０２に損傷が発生した旨を放置する（Ｓ７１０）。この報知は、例えば、操作パネルにエラーメッセージを表示したり、警報音を発生させたりすることによって行えば良い。
【００５１】
［７］  変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
（１）  上記実施の形態においては、一対のサーミスタアレイ５０１ａ、５０１ｂの電気抵抗値を比較することによって抵抗発熱体層３０２の損傷の有無を判別する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、次のようにしても良い。
【００５２】
図８は、本変形例に係る異常発熱検出機構の構成を示す図である。図８に示されるように、本変形例に係る異常発熱検出機構８００においてはサーミスタアレイ８０１ａ、８０１ｄが対になると共に、サーミスタアレイ８０１ｂ、８０１ｃが対になっている。抵抗値検出回路８０２ａ〜８０２ｄはそれぞれサーミスタアレイ８０１ａ〜８０１ｄの電気抵抗値を検出し、異常発熱検出回路８０４ａ〜８０４ｄはそれぞれサーミスタアレイ８０１ａ〜８０１ｄが対向する範囲において定着ベルトの異常発熱が発生したか否かを検出する。
【００５３】
比較回路８０３ａはサーミスタアレイ８０１ａ、８０１ｄ間の電気抵抗値の差を検出し、比較回路８０３ｂはサーミスタアレイ８０１ｂ、８０１ｃ間の電気抵抗値の差を検出する。また、異常発熱検出回路８０４ａ〜８０４ｄ並びに比較回路８０３ａ、８０３ｂの出力信号は制御部２１１へ出力される。
このように、サーミスタアレイの数を増やせば増やすほど個々のサーミスタアレイが監視する定着ベルト２０１の範囲が狭くなるので異常発熱の発生位置、換言すれば、抵抗発熱体層３０２の損傷位置をより正確に特定することができる。したがって、定着ベルト２０１の回転軸方向における中央について対称な位置に対称な構造を備えたサーミスタアレイ対を配設すれば、その対の数に関わらず本発明の効果を得ることができる。
【００５４】
（２）  上記実施の形態においては、一対のサーミスタアレイ５０１ａ、５０１ｂを用いて定着ベルト２０１の異常発熱の原因を判別する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、次のようにしても良い。
図９は、本変形例に係る異常発熱検出機構の構成を示す図である。図９に示されるように、本変形例に係る異常発熱検出機構９００は３つのサーミスタアレイ９０１ａ〜９０１ｃを備えており、それぞれ抵抗値検出回路９０２ａ〜９０２ｃによって電気抵抗値を検出され、検出された電気抵抗値に基づいて異常発熱検出回路９０４ａ〜９０４ｃにより異常発熱の発生の有無が判定される。また、比較回路９０３はサーミスタアレイ９０１ａ、９０１ｃ間の電気抵抗値の差を検出する。異常発熱検出回路９０４ａ〜９０４ｃ並びに比較回路９０３の出力信号は制御部２１１に入力される。
【００５５】
さて、サーミスタアレイ９０１ｂは対向する定着ベルト２０１の範囲が、定着装置１１５が定着する記録シートのうち、最も小さいサイズの記録シートの通紙幅以下になっている。また、サーミスタアレイ９０１ａ、９０１ｃは定着ベルト２０１の回転軸方向にサーミスタアレイ９０１ｂを挟んで両端側に配設されている。サーミスタアレイ９０１ｂに対向する範囲が最小サイズ紙の通紙幅以下になっているので、サーミスタアレイ９０１ａ、９０１ｃが対向する範囲は定着装置１１５が定着する記録シートすべての非通紙領域を含んでいる。
【００５６】
したがって、サーミスタアレイ９０１ｂが対向する範囲内では端部過昇温に起因する異常発熱は発生せず、換言すれば、サーミスタアレイ９０１ｂが検出する異常発熱はすべて抵抗発熱体層３０２の損傷に起因するものであると判定することができる。一方、サーミスタアレイ９０１ａ、９０１ｃが対向する範囲内では端部過昇温に起因する異常発熱と、抵抗発熱体層３０２の損傷に起因する異常発熱の両方が起こり得るので比較回路９０３にて何れが原因かを判別する。
【００５７】
図１０は、本変形例に係る異常発熱の検出と判別動作を示すフローチャートである。図１０に示されるように、制御部１１２は、異常発熱検出回路９０４ｂの出力信号を参照して（Ｓ１００１）、サーミスタアレイ９０１ｂの電気抵抗値が参照値（閾値）Ｔａ以上になっていたら（Ｓ１００２：ＹＥＳ）、抵抗発熱体層３０２の損傷に起因する異常発熱が発生していると判断されるので、画像形成を禁止すると共に（Ｓ１０１１）、損傷の発生を報知する（Ｓ１０１２）。サーミスタアレイ９０１ｂの電気抵抗値が参照値（閾値）Ｔａ以上になっていない場合には（Ｓ１００２：ＮＯ）、上記実施の形態と同様の動作が実行されるので、説明を省く。
【００５８】
このようにしても、異常発熱の原因を判定するために装置構成が複雑化するのを抑えつつ、損傷位置をより詳しく知ることができる。
なお、サーミスタアレイ９０１ｂを設ける場合においても、端部過昇温を検出するサーミスタアレイ対を複数設けることによって、損傷位置を精度良く検出することができる。図１１は、本変形例に係る本変形例に係る異常発熱検出機構の構成を示す図である。図１１に示されるように、端部過昇温を検出するサーミスタアレイ対を２組設けても良い。
【００５９】
すなわち、サーミスタアレイ１１０１ａ、１１０１ｅの対と、サーミスタアレイ１１０１ｂ、１１０１ｄの対である。このようにすれば、抵抗発熱体層３０２の損傷位置を更に詳しく特定することができる。上記変形例（１）の場合も含めてサーミスタアレイ対の数は３組以上であっても良い。サーミスタアレイ対の数の多寡によらず本発明の効果を得ることができる。
【００６０】
（３）  上記実施の形態においては、比較回路と異常発熱検出回路とを用いる場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて抵抗値検出回路にて検出したサーミスタアレイの電気抵抗値を制御部１１２が参照して、異常発熱の有無や発熱原因の判別を行っても良い。
（４）  上記実施の形態においては、複数個のサーミスタを直列に接続する場合について説明したが、直列接続するサーミスタの個数は定着ベルトのサイズ等に合わせて適宜選択すると良い。また、サーミスタアレイに代えて単一のサーミスタを用いても良い。使用するサーミスタの個数に関わらず、本発明の効果を得ることができる。
【００６１】
（５）  上記実施の形態においては、特に言及しなかったが、画像形成装置１は複写機であっても良いし、ファクシミリ装置であっても良い。また、プリンタ装置や、これらの機能を兼ね備えた多機能機（MFP: Multi Function Peripheral）であっても良く、抵抗発熱体方式の定着装置を備えた装置であれば、本発明を適用して、その効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明に係る定着装置及び画像形成装置は、抵抗発熱体方式の定着装置における異常発熱を検出すると共に、その原因を判別する技術として有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１………………………………………………………画像形成装置
１１５…………………………………………………定着装置
２０１…………………………………………………定着ベルト
３０２…………………………………………………抵抗発熱体層
４００、８００、９００、１１００………………異常発熱検出機構
５０１ａ、５０１ｂ、８０１ａ〜８０１ｄ………サーミスタアレイ
９０１ａ〜９０１ｃ、１１０１ａ〜１１０１ｅ…サーミスタアレイ
５０２ａ、５０２ｂ、８０２ａ〜８０２ｄ………抵抗値検出回路
９０２ａ〜９０２ｃ、１１０２ａ〜１１０２ｅ…抵抗値検出回路
５０３、８０３ａ、８０３ｂ、９０３……………比較回路
１１０３ａ、１１０３ｂ……………………………比較回路
５０４ａ、５０４ｂ、８０４ａ〜８０４ｄ………異常発熱検出回路
９０４ａ〜９０４ｃ、１１０４ａ〜１１０４ｅ…異常発熱検出回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005556615.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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